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3，水量和水質(zhì)3,1、水。量3，1。1,雨水調(diào)蓄設(shè)施的主要功能是削減峰值流量。防治內(nèi)澇，控制雨水徑流污染和雨水綜合利用 雨水調(diào)蓄設(shè)施的設(shè)計調(diào)蓄量應(yīng)根據(jù)主要功能要求，經(jīng)計算確定。當(dāng)雨水調(diào)蓄設(shè)施具有多種功能時。應(yīng)分別計算各種功能所需要的調(diào)蓄量根據(jù)不同功能發(fā)揮的時序。確定取最大值或是合計值作為設(shè)計調(diào)蓄量、3。1，2、我國目前采用恒定均勻流推理公式計算雨水設(shè)計流量.恒定均勻流推理公式基于以下假設(shè),降雨在整個匯水面積上的分布是均勻的,降雨強度在選定的降雨時段內(nèi)均勻不變 匯水面積隨集流時間增長的速度為常數(shù) 因此推理公式適用于較小規(guī)模排水系統(tǒng)的計算.當(dāng)應(yīng)用于較大規(guī)模排水系統(tǒng)的計算時會產(chǎn)生較大誤差，隨著技術(shù)的進步、管渠直徑放大 水泵能力提高。排水系統(tǒng)匯水面積逐步擴大,應(yīng)對推理公式進行修正。發(fā)達國家已采用數(shù)學(xué)模型模擬降雨過程.把排水管渠作為一個系統(tǒng)考慮。并用數(shù)學(xué)模型對管渠進行管理,美國一些城市規(guī)定的推理公式適用范圍分別為、奧斯汀4km2。芝加哥0 8km2、紐約1。6km2。丹佛6。4km2且匯流時間小于10min.歐盟的排水設(shè)計規(guī)范要求當(dāng)排水系統(tǒng)面積大于2km2或匯流時間大于15min時。應(yīng)采用非恒定流模擬進行城市排水管渠水力計算、在總結(jié)國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，本規(guī)范提出當(dāng)匯水面積大于2km2時.雨水設(shè)計流量宜采用數(shù)學(xué)模型進行確定。無論采用推理公式法還是數(shù)學(xué)模型法,當(dāng)設(shè)計降雨歷時小于暴雨強度公式編制時采用的降雨歷時、都可以采用暴雨強度公式計算設(shè)計暴雨強度或推算設(shè)計降雨過程 設(shè)計降雨歷時等于匯水區(qū)域的集水時間.即匯水區(qū)域最遠點流到設(shè)計斷面所需時間.其數(shù)值等于地面匯流時間和管渠匯流時間之和。對于集水時間超過暴雨強度公式編制時采用的降雨歷時情況.由于已超出了暴雨強度公式的適用范圍 宜采用當(dāng)?shù)赜写硇缘拈L歷時降雨資料 通過同頻率放大或同倍比放大的分析方法，得出相應(yīng)的設(shè)計值。3,1、3、本條規(guī)定了調(diào)蓄量的確定方法，1 公式,3,1，3。1。是基于水流的連續(xù)性方程.通過在不同設(shè)計暴雨重現(xiàn)期條件下,計算入流和出流過程線確定所需調(diào)蓄量的基本理論公式 其中入流過程線根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)計算確定.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可以是當(dāng)?shù)氐膬?nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期,雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期或者徑流量控制標(biāo)準(zhǔn)，出流過程線是按調(diào)蓄池下游系統(tǒng)受納能力確定的，式中的降雨歷時t指設(shè)計降雨過程的總持續(xù)時間.與計算暴雨強度時的集水時間有所區(qū)別、描述式中的入流和出流過程線Qi和Qo時。需以下基本資料.1,調(diào)蓄工程具有確定的上下游邊界條件,2.足夠的降雨資料,特別是較長歷時的降雨資料，3，足夠的下墊面條件數(shù)據(jù)、如徑流系數(shù)。土壤滲透系數(shù)、不透水面積所占比例等,用于計算匯水區(qū)域內(nèi)的產(chǎn)流和匯流過程、4、調(diào)蓄設(shè)施的形式和各部位尺寸、用于計算調(diào)蓄設(shè)施的出口流量隨時間和設(shè)施內(nèi)水深等因素的變化過程.此外，Qo的取值不應(yīng)超過區(qū)域開發(fā)前相同設(shè)計重現(xiàn)期下的雨水峰值流量和調(diào)蓄工程下游的受納能力.公式 3.1,3.1 所需的基礎(chǔ)資料較多，且所得的調(diào)蓄設(shè)施有效容積需根據(jù)試算結(jié)果不斷修正,以滿足設(shè)計要求.當(dāng)匯水區(qū)域面積較小時、可對調(diào)蓄設(shè)施的入流和出流過程進行適當(dāng)簡化 美國聯(lián)邦政府開發(fā)的FAA法是一種常見的簡化方法,如下式所示，式中、Qi,暴雨峰值流量，通過暴雨強度公式獲得,Qo。調(diào)蓄設(shè)施平均出口流量.適用于串聯(lián)式調(diào)蓄池,或下游排水系統(tǒng)設(shè)計流量、適用于并聯(lián)式調(diào)蓄池,t。降雨歷時.鑒于上式中Qo的定義不夠明確、美國科羅拉多大學(xué)丹佛分校的James。C,Y，Guo,郭純園、教授對FAA法進行了修正。如下式所示。式中 Qa.調(diào)蓄設(shè)施的最大允許出口流量 適用于串聯(lián)式調(diào)蓄池，或下游排水系統(tǒng)設(shè)計流量 適用于并聯(lián)式調(diào)蓄池、tc.集水時間.有別于降雨歷時t、2,公式,3，1，3，2。采用的是脫過系數(shù)法，這是一種采用由徑流成因所推理的流量過程線推求調(diào)蓄容積的方法.選取脫過系數(shù)時.調(diào)蓄設(shè)施上游的設(shè)計流量、應(yīng)根據(jù)其上游服務(wù)面積的雨水設(shè)計流量確定.調(diào)蓄設(shè)施下游的設(shè)計流量,不應(yīng)超過其下游排水設(shè)施的最大受納能力.降雨歷時不應(yīng)大于編制暴雨強度公式時采納的最大降雨歷時、由于脫過系數(shù)法是在暴雨強度公式的基礎(chǔ)上推理得到的，因此該方法的適用范圍應(yīng)與暴雨強度公式的適用范圍相同、鑒于我國目前暴雨強度公式的降雨歷時大多不超過180min 因此，運用脫過系數(shù)法確定調(diào)蓄量時應(yīng)注意其適用范圍。3 用于削減峰值流量雨水調(diào)蓄工程的設(shè)計過程中需進行內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期的校核 應(yīng)考慮工程對雨水的調(diào)蓄作用 因此宜采用較長歷時降雨 且應(yīng)考慮降雨歷程，即雨型的影響.發(fā)達國家采用的降雨歷時一般為3h,24h、如美國得克薩斯州交通局頒布的 水力設(shè)計手冊、2011年版，規(guī)定一般采用24h。美國丹佛市的、城市暴雨排水標(biāo)準(zhǔn),2011年版，第一卷.規(guī)定 服務(wù)面積小于10平方英里、約25。9km2。最小降雨歷時為2h 10平方英里.20平方英里 最小降雨歷時為3h，大于20平方英里 約51、8km2。最小降雨歷時為6h，美國休斯敦設(shè)計手冊第九章雨水設(shè)計要求 2005年版，規(guī)定、小于200英畝,約0，8km2。時、最小降雨歷時為3h、大于200英畝時。最小降雨歷時為6h。因此,本規(guī)范規(guī)定用于削減峰值流量的雨水調(diào)蓄工程的調(diào)蓄量計算中、設(shè)計降雨歷時宜選用3h。24h.計算該范圍內(nèi)不同降雨歷時時出入調(diào)蓄設(shè)施的雨水量之差.得到在每個降雨歷時情況下所需的調(diào)蓄容積 最大值即為所需的調(diào)蓄設(shè)施容積。當(dāng)雨型的統(tǒng)計資料匱乏時.排水系統(tǒng)的設(shè)計一般假定在一定降雨歷時范圍內(nèi)暴雨強度保持恒定、不考慮雨型 當(dāng)?shù)赜晷唾Y料缺乏時?？梢圆捎酶浇鞘谢虻貐^(qū)的雨型,或采用當(dāng)?shù)匕l(fā)生過的有代表性的典型暴雨過程，典型暴雨過程應(yīng)在暴雨特性一致的氣候區(qū)內(nèi)選擇有代表性的雨量過程 所謂有代表性就是指暴雨特性能夠反映設(shè)計地區(qū)情況、符合設(shè)計要求,主要遵循以下幾個原則，1。歷史上已經(jīng)發(fā)生過的流域性特大暴雨,雨量時空分布資料充分和可靠，2 造成特大洪澇災(zāi)害的暴雨.水文氣象條件較接近規(guī)劃情況，3、暴雨類型和時空分布特征具有代表性 4.對規(guī)劃調(diào)蓄工程不利的雨型 選定了典型暴雨過程后，就可用同頻率或同倍比設(shè)計暴雨量控制方法 對典型暴雨分段進行縮放.不同時段控制放大時，控制時段劃分不宜過細.如江蘇省各市控制時段主要采用5min，對暴雨核心部分24h暴雨的時程分配、時段劃分視流域大小和匯流計算所用的時段而定、1，同頻率放大法,在放大典型過程線時，按雨峰和不同歷時的雨量分別采用不同倍比,使放大后的過程線的雨峰和各種歷時的雨量分別等于設(shè)計雨峰和設(shè)計雨量 也就是說。經(jīng)放大后的過程線，其雨峰值和各種歷時的降雨總量都等于同一設(shè)計頻率,稱為同頻率放大法。同頻率放大法可保證指定設(shè)計時段規(guī)劃區(qū)域和指定分區(qū)雨量等于設(shè)計頻率,滿足各種規(guī)劃方案水文計算要求、缺點是對雨量時空分布分時段和分區(qū)域縮放會引起雨型時空分布的變形 且統(tǒng)計時段和分區(qū)數(shù)越多 雨型變形越大。2。同倍比放大法 用同一放大倍比k值放大典型暴雨過程線的雨量坐標(biāo).使放大后的暴雨量等于設(shè)計暴雨量、或使放大后的控制時段的暴雨量等于設(shè)計暴雨量、稱為同倍比放大法。同倍比放大法計算出的暴雨時間和空間分布的形狀不會發(fā)生變化，僅降雨強度的同倍比改變。缺點是僅一個時段的雨量滿足設(shè)計頻率，當(dāng)區(qū)域設(shè)計暴雨的敏感歷時未知或變化時.或者各項內(nèi)澇防治工程具有不同的敏感歷時,同倍比放大法得出的設(shè)計暴雨結(jié)果無法滿足要求,3、1.4。截流倍數(shù)計算法是一種基于合流制排水系統(tǒng)設(shè)計截流倍數(shù)的計算方法.由于雨水徑流量和污水量并無直接的比例關(guān)系.因此、通過公式、3,1。4 得到的調(diào)蓄量不能直接反映合流制排水系統(tǒng)中溢流污水被截流的程度 一些發(fā)達國家常用的指標(biāo)是合流污水的截流率,即截流量占降雨量的百分比,上海等地曾通過統(tǒng)計總結(jié)了當(dāng)?shù)亟亓鞅稊?shù)和合流污水截流率的直接關(guān)系,并用于調(diào)蓄工程的設(shè)計.截流倍數(shù)計算法是一種簡化計算方法.該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎(chǔ)上。且假設(shè)調(diào)蓄工程的運行時間不小于發(fā)生溢流的降雨歷時.以及調(diào)蓄工程的放空時間小于兩場降雨的間隔。而實際情況很難滿足上述兩種假設(shè).因此,以截流倍數(shù)計算法得到的調(diào)蓄量偏小,計算得到的調(diào)蓄量在實際運行過程中發(fā)揮的效益小于設(shè)定的調(diào)蓄效益.在設(shè)計中應(yīng)乘以安全系數(shù)β.根據(jù)上海等地工程實踐、可取1 1.1，5。3,1.5 用于源頭徑流總量和污染控制的雨水調(diào)蓄工程,其調(diào)蓄量可按當(dāng)?shù)啬陱搅骺偭靠刂坡蕦?yīng)的單位面積調(diào)蓄深度計算后確定 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南、中列舉了部分城市不同年徑流總量控制率對應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度、在缺乏相關(guān)資料時、可作為參考，用于分流制排水系統(tǒng)徑流污染控制的雨水調(diào)蓄工程,其調(diào)蓄量的確定應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)亟涤晏卣?受納水體的環(huán)境容量、降雨初期的雨水水質(zhì)水量特征 排水系統(tǒng)服務(wù)面積和下游污水處理系統(tǒng)的受納能力等因素，國外有研究認為,1h雨量達到12，7mm的降雨能沖刷掉90.以上的地表污染物、同濟大學(xué)對上海芙蓉江、水城路等地區(qū)的雨水地面徑流研究表明 在降雨量達到10mm時,徑流水質(zhì)已基本穩(wěn)定、國內(nèi)還有研究認為一般控制量在6mm，8mm可控制60，80 的污染量.因此,結(jié)合我國實際情況.調(diào)蓄量可取4mm、8mm、地面污染程度較嚴重的區(qū)域宜取上限,3，1 6。確定調(diào)蓄量時。應(yīng)考慮地理位置限制,雨水水質(zhì)水量,雨水綜合利用效率和投資效益等多種因素。并進行綜合比較后確定，3、1、7，相關(guān)研究表明,城鎮(zhèn)徑流存在明顯的初期沖刷作用,但由于降雨沖刷過程的復(fù)雜性和隨機性，確定不同條件下的初期徑流棄流量是一個難題。在有條件的地區(qū)。應(yīng)在實測服務(wù)范圍內(nèi)不同下墊面收集雨水的化學(xué)需氧量。COD.懸浮物，SS。等污染物濃度 根據(jù)污染物濃度隨降雨量的變化曲線確定初期徑流棄流量.根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算分析。通常一場降雨 路面的初期徑流棄流量是屋面的3倍以上、當(dāng)屋面的棄流量為2mm，3mm時.即可控制整場降雨60 以上的徑流污染負荷,當(dāng)超過3mm時、污染控制效果無顯著增加。路面的情況更為復(fù)雜 數(shù)據(jù)變化幅度更大、但一般棄流量為6mm 8mm可控制約60、以上的污染量、當(dāng)超過10mm時、污染控制效果無顯著增加,因此 結(jié)合我國實際情況。地面徑流深度可為4mm。8mm。地面污染程度較嚴重的區(qū)域宜取上限 3。1、8、新建多功能調(diào)蓄設(shè)施的調(diào)蓄量。應(yīng)綜合考慮自身景觀或休閑娛樂功能,并根據(jù)調(diào)蓄功能和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)計算后確定、原有景觀或休閑娛樂設(shè)施改建為多功能調(diào)蓄設(shè)施時，應(yīng)根據(jù)設(shè)施的可調(diào)蓄水量校核設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是否滿足調(diào)蓄量要求 當(dāng)不滿足要求時 可對設(shè)施進行改擴建。但不應(yīng)影響設(shè)施原有功能的發(fā)揮.3,1、9.調(diào)蓄設(shè)施可設(shè)置在排水系統(tǒng)的不同位置。如進入排水管渠系統(tǒng)前.管渠系統(tǒng)中間和管渠系統(tǒng)末端等.當(dāng)多個調(diào)蓄設(shè)施聯(lián)合運行時.應(yīng)考慮其綜合效果和投資效益，確定各項設(shè)施的位置和規(guī)模，并采用數(shù)學(xué)模型對其調(diào)蓄效果進行綜合評估,滿足調(diào)蓄工程的總體設(shè)計要求.